水工隧洞地震作用计算模型的适用性研究

针对水工隧洞在地震作用下的计算问题,对水工隧洞地震作用计算模型进行了计算对比和适用性研究。分析常用的4种计算模型用于计算水工隧洞地震作用的可行性,通过理论和数值计算确定"径向和切向反力弹簧模型"的计算参数,研究了地震作用下隧洞上方计算土体对隧洞衬砌的作用方式。结合试验验证,该方法和数值计算对比的结果表明:围岩的法向和切向弹性抗力系数受隧洞埋深、围岩类型和衬砌不同部位的影响,随埋深的增加先增大,然后趋于一个定值,围岩条件越好,数值越大,在隧洞两侧部位的数值较大;在地震作用下,隧洞上方计算土体以切向力的方式作用在隧洞衬砌的上半部分,可以通过将隧洞上部计算土体分条后进行计算。该方法可充分考虑地震对隧洞的动力和约束作用,适用于水工隧洞抗震计算。     

北滩水库洪水计算方法及合理性分析

北滩水库在设计洪水计算中,采用天然情况下及受上游水库调蓄影响下两种方法对水库坝址断面洪水进行计算,并对两种计算方法的成果进行分析后,采用较合理的洪水成果.     

基于Bergeron模型的长线路微分方程算法研究

由于受分布电容作用影响，解微分方程算法应用于长线路阻抗计算时，其计算结果精度降低。针对以上问题，提出一种应用Bergeron模型将长线路进行分段的解决方法。长线路经分段后，利用保护安装处的电流、电压瞬时值应用Bergeron方法计算分段点处的电流、电压瞬时值。利用分段点处电流、电压应用解微分方程算法即可较精确地计算出线路阻抗。新的计算方法对前置低通滤波器滤波特性没有过高要求。仿真计算结果表明，新方法在特高压、长线路情况下仍然可以准确地计算出线路阻抗。     

中美钢筋混凝土梁受弯承载力计算对比分析

从基本假定、计算原理、简化计算几个方面入手,按中美规范对单筋正截面受弯承载力的计算进行了比较和分析,得出了一些有意义的结论。对工程人员技术人员进一步了解我国规范与美国规范在受弯构件计算上的差异具有一定的积极作用。     

水电站出线竖井结构外水压力计算分析

文中以乌干达Karuma水电站出线竖井为例,建立三维有限元模型,对不同边界条件模拟情况下的出线竖井结构受外水作用下的受力进行计算分析。结果表明,竖井结构在受外水作用时,变形不大,衬砌结构是安全的。采用仅受压不受拉的杆单元,可有效地模拟竖井衬砌受外水后围岩与衬砌脱开情况,计算结果偏于保守,对结构设计有利。     

基于接触理论的水垫塘底板数值模拟研究

平底板的稳定主要靠自重和锚固钢筋维持,因此合理的锚固钢筋模拟方法对解决底板的稳定计算问题至关重要。对锚固钢筋的工作原理进行了研究,用几种锚固钢筋的模型对实际工程底板稳定问题进行了计算。水垫塘止水破坏后,板块受脉动上举力的作用,与板块四周水体一起在座穴内不断的振动,是一种流固耦合振动,且底板与基岩相互碰撞、滑动,又表现为典型的接触问题,计算相当复杂。建立的底板-地基-水体-锚固钢筋联合作用有限元模型比较真实的模拟了底板的实际运动状态,并对平底板失稳的各个不同阶段进行了全过程的仿真模拟,计算结果更加真实可靠。     

水工钢筋混凝土结构配筋计算

(一)概述水工钢筋混凝土结构多数为偏心受压构件,例如水闸结构取截条计算内力和配筋时,闸墙和底板即是,不过由于偏心距离很大,常简化当作纯弯构件计算,并且碰到构造上的双筋断面时不考虑受压钢筋的作用而作为单筋断面计算,所谓构造上的双筋断面,是指计算中不需要受压钢筋而在受压区配了钢筋,尤其是在反复荷载作用下,一种荷载组合情况下的受拉钢筋在另一种荷载组合下正好位于受压区,由于水闸结构常碰到x<2a’的情况,故实际计算受拉钢筋     

砼重力坝受冲击波荷载作用下的动力反应

用平面问题有限元的振型组合法和逐步积分法计算两种模型坝体受水中或空气冲击波荷载作用的动力反应,其成果与试验成果一致,很好的反映了模型坝体在冲击波荷载作用下的动力反应。     

潜堤上波浪传播过程数值研究

以RANS方程结合Level-Set方法为研究基础,采用五阶WENO有限差分格式进行空间离散、三阶TVD Runge-Kutta格式进行时间推进、Level-Set方法追踪波浪与空气间自由面以及解析松弛法来实现数值水槽中的造波消波,建立了一种求解潜堤上波浪传播问题的数值计算模型。选取经典的潜堤上波浪传播物理试验模型对数值模型进行了验证,水位计算结果与试验值吻合较好。进一步研究了波高、潜堤顶部淹没深度以及潜堤坡度等参数对潜堤上波浪传播过程的影响。结果表明:波高越高、淹没深度越浅、潜堤向波坡度越小,波浪受浅水作用越明显;潜堤背波坡度越小,波浪受反浅水作用稍大,但并不明显。     

考虑地下水作用的Goodman-Bray方法改进及应用

反倾岩质边坡的稳定性分析方法一般为Goodman-Bray法,但其没有考虑地下水。对Goodman-Bray法进行改进,推导出了考虑地下水作用的反倾岩质边坡稳定性计算方法,并用MATLAB编写了计算程序。最后以重庆巫溪县中梁水库硝洞槽-郑家大沟反倾岩质边坡为例,采用Sarma法和传递系数法(TCM)对改进的Goodman-Bray法(简称WGB法)进行验证。结果表明:反倾岩质边坡往往受自身岩体结构的控制,条块划分结合结构面产状的Sarma法和WGB法比铅直方向条分的TCM法更符合实际情况,但Sarma法忽视了对条块底面连通性的考虑,使计算结果偏低。综合比较3种计算方法,WGB法更加适用于考虑地下水作用的库岸反倾岩质边坡稳定性分析。     

河湾水流与河床冲淤综合分析

本文在两个弯道模型试验基础上［１，２］，综合分析了国内外的有关研究成果。文中首先阐明河流蜿蜒弯曲的必然趋势和河湾内环（副）流伴随主流形成螺旋流动前进的特征，并对弯道内主流位向变化、环流强度、水面横比降等作了分析，推荐了计算公式。其次，对河湾水流的横断面流速分布和沿河宽的单宽流量分布给出了计算方法，并分析求得了河湾冲刷深度的公式；依此可以计算河湾冲淤河床的平衡断面。     

Numerical models and theoretical analysis of supercritical bend flow

The flow pattern of supercritical flow in bend channels is complicated due to the shock wave phenomenon, which creates difficulties with regard to research and design of bend channels. Using the spillway of an actual project as an example, a three-dimensional numerical investigation was conducted to simulate the flow in a steep-slope bend based on the renormalization group(RNG) k-ε turbulence flow model and the volume of fluid(VOF) method. The validity of the numerical simulation was demonstrated by comparison between the results of numerical simulation and physical model tests. An optimal scheme of setting vertical vanes in the bend channel is presented. The results of numerical simulation and physical model tests are in agreement, which demonstrates the effectiveness of optimization of vertical vanes and the validity of the three-dimensional numerical simulation. Water depths along both bend walls were analyzed numerically and theoretically. The formula for calculating supercritical water depth along either bend wall was derived, and the critical condition of flow separation from the inner wall was determined.     

THE GAS-PARTICLE FLOW AND EROSION IN BENDS WITH A RECTANGULAR CROSS-SECTION

1.INTRODUCTIONWallerosionoccursinwidely--usedparticletransportsystems,especiallyatbends,whichconstitutesachallengingengineersproblem.Itisthereforeusefultostudyindetailthegas--particleflowandthewallerosioncausedbytheparticlesfortakingeffectivemeasurestoprotectpipesystemsfromwearing.Theexistingresearchworkfocusedoncurvedpipeswithroundcross--section.Onlyafewauthors,forexample,Mason,etal[3),paidattentiontorectangularcross--section,90"bends.Theirpaperspresentedtheexperimentalresults.Thispaper…     

Numerical modelling of supercritical flow in circular conduit bends using SPH method

The capability of the smoothed-particle hydrodynamics(SPH) method to model supercritical flow in circular pipe bends is considered. The standard SPH method, which makes use of dynamic boundary particles(DBP), is supplemented with the original algorithm for the treatment of open boundaries. The method is assessed through a comparison with measured free-surface profiles in a pipe bend, and already proposed regression curves for estimation of the flow-type in a pipe bend. The sensitivity of the model to different parameters is also evaluated. It is shown that an adequate choice of the artificial viscosity coefficient and the initial particle spacing can lead to correct presentation of the flow-type in a bend. Due to easiness of its implementation, the SPH method can be efficiently used in the design of circular conduits with supercritical flow in a bend, such as tunnel spillways, and bottom outlets of dams, or storm sewers.     

弯道流水域热浮力排放扩散器参数优化物理模型试验研究

弯道河流水域排放口布置常选择在弯道凹岸侧,以充分利用弯道环流加快稀释,然而弯道环流条件下排放口近区稀释特性与均匀流条件下存在较大差异,相关研究较少。本文在大比例尺物理模型试验中模拟复杂地形和弯道流动条件下扩散器热浮力排放近区稀释规律,采用平面激光诱导荧光(Planar Laser Induced Fluorescence,PLIF)技术进行断面浓度测量,分析了弯道环流对近区浮射流稀释扩散的影响,对扩散器出流仰角、出流水平方位角和离岸距离等进行了优化,在此基础上提出了适用于弯道水域地形条件热浮力排放的近水平非等高多喷口离岸向排放型式。研究结果对于类似弯道水域热浮力排放扩散器优化研究具有参考意义。     

河湾水流与凹岸路基侵蚀机理探讨

笔者利用弯道概化模型试验成果对河湾螺旋水流特性及凹岸路基的侵蚀机理进行研究。对河湾水流的形态和环流的形成、发展规律及凹岸水下路基边坡泥沙运动特性进行了分析。提出了凹岸路基的侵蚀主要是由河湾水流对路基边坡的淘刷以及路基的崩塌而引起,得出了河湾凹岸路基防冲范围。     

河湾水流动力轴线变化与切滩撇弯关系研究

在分析汉江中下游以及荆江河湾实测资料的基础上,阐述了河湾水流动力轴线弯曲半径变化与切滩撇弯之间的关系,大量相关实测资料说明当河湾的来水条件和河湾形态发生变化时,会造成河势与水流动力轴线走向发生变化,从而引起切滩撇弯的发生.用多元线性回归的方法拟合出河湾水流动力轴线弯曲半径的数学表达式,并提出了用水流动力轴线弯曲半径与河湾弯曲半径的相对值来判断切滩撇弯发生机率的方法.研究成果对于治河防洪工程的规划设计有一定参考价值.     

THE FLOW IN ROTATING CURVED CIRCULAR PIPE

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｆｌｕｉｄｉｎａｒｏｔａｔｉｎｇｃｕｒｖｅｄｐｉｐｅｉｓａｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌａｎｄｍｕｃｈ ｓｔｕｄｉｅｄｐｒｏｂｌｅｍ .Ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｉｓｒｏｔａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ ,ｓｕｃｈａｓｇａｓｔｕｒ ｂｉｎｅｓ ,ｅｌｅｃｔｒｉｃｇｅｎｅｒａｔｏｒｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｍｏｔｏｒｓ.Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎａｌｓｏｂｅｆｏｕｎｄｉｎｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ.Ｉｔｉｓ…     

透水斜槛参数对溢洪道弯道水流改善效果的影响

为研究溢洪道泄槽弯道布置不同透水斜槛的水流改善效果,进行室内水工模型试验,对不同透水斜槛方案的弯道水流改善效果进行分析比较。结果表明:弯道布置透水斜槛能够改善水流条件,提高弯道水面均匀度,减小横断面水面差;当透水斜槛较高、条数较多而流量又较小时,将出现弯道凸岸水面高于凹岸的现象;利用回归分析方法,建立了考虑透水槛高、斜槛条数及透水率等参数的弯道水面改善效果预测模型,可供工程设计参考。     

丁坝对弯道水流水力特性影响的研究

针对丁坝对弯道水流水力特性影响的问题,建立了相应的概化模型,通过数值模拟的方法,利用RNG k-湍流模型封闭Reynods方程,VOF法追踪自由表面,通过有限体积法离散求解,模拟研究了不同弯道中心角情况下,丁坝对弯道水流横向水面超高和流速场的影响。结果表明:在丁坝影响下,弯道水流水面横比降计算公式需要进行修正,应当考虑丁坝对河道的束窄、丁坝尺寸和弯道角度等综合因素的影响。